• 대한토목학회논문집
• /
• 제43권6호
• /
• pp.689-693
• /
• 2023

국내 교량은 향후 10년 이내에 공용연수가 30년 이상인 교량이전체 교량의 약 54%를 차지하며 교량의 노후화가 급격하게 진행될 것으로 예상된다. 최근 국내외에서는 BIM을 활용하여 교량의 유지관리 단계의 정보를 디지털화함으로써 정보의 접근성 및 활용성을 증가시키기 위한 연구를 수행하는 추세이다. 이에 본 연구는 교량 바닥판에 대한 BIM-FEM 상호 연계 알고리즘을 개발하여 유지관리 정보를 데이터화 하고, 이력관리를 보다 효율적으로 수행하는 기술을 개발하였다. 외관조사망도 기반의 초기 균열 BIM을 생성한 후, 교량 제원 및 손상 정보를 수치해석과 연동하여 손상 시나리오와 설계하중을 고려한 손상 해석을 수행하였다. 해석 결과를 통해 균열의 확산을 분석하였으며, 확산된 균열은 다시 BIM 상에 업데이트하여 손상 확산 BIM을 생성하였다. 또한 BIM을 기반으로 바닥판의 현재 및 미래의 상태등급 평가 자동화 기술을 개발하였다. 이를 통해 교량의 점검 및 진단의 이력데이터 구축을 통한 바닥판의 효율적인 유지관리가 가능하며, 미래의 균열 및 결함을 조기발견 및 예방하여 교량의 수명과 안전성을 향상시킬 수 있을 것을 기대된다.

• 화약ㆍ발파
• /
• 제41권3호
• /
• pp.62-72
• /
• 2023

1970년대 산업화에 따른 플랜트 구조물이 노후화됨에 따라 구조적 기능을 상실해 발파 해체 공법을 활용한 해체 철거 수요가 증가하고 있다. 발파 해체공법은 기계식 해체공법에 비해 해체 공기가 짧아 환경공해 발생 노출 시간을 최소화할 수 있지만 잘못된 발파 설계 및 시공 계획에 따른 붕괴거동의 실패는 안전성에 매우 큰 위험을 유발한다. 따라서 붕괴거동 모사를 통해 최적의 발파 해체 조건과 이에 따른 영향을 고려하는 것이 중요하다. 본 연구에서는 Finite element method (FEM)와 Discrete element method (DEM)의 장점을 활용해 구축된 3-D Combined finite discrete element method (FDEM) 코드 기반 3-D DFPA 를 적용해 (구)서천화력발전소의 연돌 구조물에 대한 해체 모사를 수행하였으며 실제 구조물의 연돌 구조물 발파해체의 붕괴거동과 비교 분석하였다. 수치 모사 결과, 실제 구조물과 붕괴 거동 및 붕괴 완료 시간이 동일하게 나타났다. 또한, 발파구간 개구부 상부에 위치한 후드부의 크기가 연돌의 붕괴거동에 미치는 영향을 분석하기 위해 후드부의 면적을 조정하여 해체 모사를 수행하고 균열 발생 양상 및 z-방향 변위 곡선을 통해 비교 분석하였다. 분석 결과, 후드부의 면적이 증가함에 따라 하중을 지지하는 면적이 줄어들고 그에 따른 균열 발생 증가 및 전도 시간 감소를 확인하였다.

• 한국가스학회지
• /
• 제27권4호
• /
• pp.19-26
• /
• 2023

지진은 지하 구조물에 영향을 미치는 가장 중요한 재해 중 하나이다. 도시가스 지하 매설 배관은 지진 발생 시 구조물의 안전성 문제가 발생할 수 있다. 우리나라는 디지털 관측을 시작한 이래로 지진 발생 횟수가 꾸준히 증가하고 있다. 도시가스배관의 내진 설계 기준은 2008년에 KGS GC204 가스배관 내진설계 기준이 제정되었지만 이는 배관 설치 시 기준으로 지진 발생 시 배관의 영향을 추정하기는 어렵다. 본 연구에서는 국내에서 매설배관으로 주로 사용하고 있는 PE(폴리에틸렌관)배관과 PLP(폴리에틸렌 피복강관) 배관을 대상으로 지진 발생 시 환경 및 배관의 변수에 따른 구조해석을 수행하였다. 본 연구는 CAE(Computer Aided Engineering)를 통해 배관을 모델링하고 지반에 변위를 발생시켜 가장 취약한 매설배관의 변수를 찾고자하였다. 이 연구를 통해 토양은 탄성계수가 클 수록, 매설심도는 깊을 수록, 관경은 작을 수록, 압력은 높을 수록, PE 보다 PLP 배관이 더 지진에 영향을 많이 받는 것을 확인할 수 있었다. 이 결과를 토대로 매설 도시가스배관의 취약지점을 유추하여 지진발생 시 매설배관의 특별점검에 활용하고자한다.[1]

• Steel and Composite Structures
• /
• 제50권6호
• /
• pp.705-720
• /
• 2024

Analyzing the collapse behavior of thin-walled steel structures holds significant importance in ensuring their safety and longevity. Geometric imperfections present on the surface of metal materials can diminish both the durability and mechanical integrity of steel shells. These imperfections, encompassing local geometric irregularities and deformations such as holes, cavities, notches, and cracks localized in specific regions of the shell surface, play a pivotal role in the assessment. They can induce stress concentration within the structure, thereby influencing its susceptibility to buckling. The intricate relationship between the buckling behavior of these structures and such imperfections is multifaceted, contingent upon a variety of factors. The buckling analysis of thin-walled steel shell structures, similar to other steel structures, commonly involves the determination of crucial material properties, including elastic modulus, shear modulus, tensile strength, and fracture toughness. An established method involves the emulation of distributed geometric imperfections, utilizing real test specimen data as a basis. This approach allows for the accurate representation and assessment of the diversity and distribution of imperfections encountered in real-world scenarios. Utilizing defect data obtained from actual test samples enhances the model's realism and applicability. The sizes and configurations of these defects are employed as inputs in the modeling process, aiding in the prediction of structural behavior. It's worth noting that there is a dearth of experimental studies addressing the influence of geometric defects on the buckling behavior of cylindrical steel shells. In this particular study, samples featuring geometric imperfections were subjected to experimental buckling tests. These same samples were also modeled using Finite Element Analysis (FEM), with results corroborating the experimental findings. Furthermore, the initial geometrical imperfections were measured using digital image correlation (DIC) techniques. In this way, the response of the test specimens can be estimated accurately by applying the initial imperfections to FE models. After validation of the test results with FEA, a numerical parametric study was conducted to develop more generalized design recommendations for the stainless-steel shell structures with the initial geometric imperfection. While the load-carrying capacity of samples with perfect surfaces was up to 140 kN, the load-carrying capacity of samples with 4 mm defects was around 130 kN. Likewise, while the load carrying capacity of samples with 10 mm defects was around 125 kN, the load carrying capacity of samples with 14 mm defects was measured around 120 kN.

• 토지주택연구
• /
• 제2권2호
• /
• pp.111-123
• /
• 2011

유비쿼터스 에코시티(U-Eco City)는 첨단 IT기술을 도시공간과 접목시킨 유비쿼터스 도시(U-City)와 지속가능한 생태도시(Eco-City)의 개념이 융 복합된 새로운 도시패러다임이다. 하지만 국내외적으로 처음 시도되고 있기 때문에 U-Eco City에 대한 개발목표, 계획안, 실시설계안, 기술 및 서비스 요소 등이 혼재하여 명확히 정립되지 않고 있다. 무엇보다도 U-Eco City의 무엇을 어떻게 평가해야 하는가에 대한 구체적인 논의가 부족한 실정이다. 이에 본 연구는 U-Eco City의 도시 질과 환경을 평가하기 위한 지표체계를 제시하고자 하였다. 이에 따른 연구결과는 다음과 같이 정리할 수 있다. 첫째, 국내외에서 논의가 미흡했던 U-Eco City에 대한 개념을 정립하여 지속가능한 도시의 질을 달성하기 위한 개념적 틀을 제시하였다. 본 연구에서 제시된 U-Eco City의 개념은 기존도시의 경제적 발전과 성장위주 개발방식에서 도시의 질적 환경과 지속성 차원의 복합적인 영향을 종합적으로 파악해야 한다는 점을 제시하고 있다. 이 같은 연구 성과는 향후 도시개발에서 관리체계의 근거로 활용될 수 있다. 둘째, 개발된 평가체계는 의식조사를 통해 평가지표로서의 완성도를 높였다. 전문가 및 이해관계자를 대상으로 설문조사한 결과, 도시의 질적 측면은 안전성이 상대적으로 중요한 요소로 도출되었다. 도시의 지속성 측면에서는 사회, 환경, 경제 모두 중요도가 유사하게 나타났으나 그 중에서 환경요소가 높게 나타났다. 이는 과거 도시개발시 우선요소로 안전성과 경제성을 둔 반면 현대에 들어 환경문제의 심각성을 인식하고 '저탄소 녹색성장'과 같은 각종 정책이 영향을 미친 것으로 해석된다. 마지막으로 평가체계를 기반으로 사례대상지역을 선정하였으며 실시설계안을 중심으로 평가를 실시하였다. 평가결과, '안전성'과 '경제성' 부문이 높게 평가되었으며, 이는 의식조사에서는 환경적 지속성이 중요시 된 반면 설계안에서는 아직까지 경제성장 위주의 개발계획이 우선적으로 이루어진 것을 보여준다. 따라서 향후 도시개발시 환경적 측면의 보완이 필요하며, 경제성장과 환경적 지속성간의 연계방안도 제시되어야 할 것이다.

• Restorative Dentistry and Endodontics
• /
• 제33권5호
• /
• pp.463-471
• /
• 2008

본 연구는 전문가 미백시 Sealed bleaching technique의 효율과 안정성을 평가하기 위해 split arch design의 randomized clinical trial을 시행하였다. 10명의 건전한 자연치를 가진 성인 환자의 상악 전치부를 좌우측으로 무작위로 나누어 전문가 미백 술식을 시행하였다. Brite powder (PacDent, Walnut, USA) 한 스푼에 10 방울의 3% 과산화수소수와 0.4ml의 carbamide peroxide gel (KoolWhite, PacDent, Walnut, USA)을 혼합하여 미백제로 사용하였다. 편측의 세 치아를 대조군으로 지정하여 통상적인 방법으로 전문가 미백을 시행하였고, 반대측의 세 치아는 실험군으로 미백제 위에 linear low density polyethylene (LLDPE) wrap을 적용후 BT Cool light을 1시간 동안 적용하여 광활성화 하였다. 치아의 색조는 shadeguide를 이용하여 평가하는 방법과 spectrophotometer를 이용하여 측정하는 두 가지 방법을 이용하였으며, 술전, 술후, 체크시의 색조 측정 결과를 paired-t test로 분석하여 다음의 결과를 얻을 수 있었다. Shade guide로 평가한 결과 실험군과 대조군 모두에서 술후와 체크시의 색조와 술전의 색조와는 유의한 차이가 있었다 (p<.05). 또한 술전에는 대조군과 실험관간의 색조의 유의차가 없었던 반면 술후와 체크 (p<.05)시 모두에서 두 군간의 차이가 있었다 (p<.05). Spectrophotometer로 측정한 ${\Delta}E$ 값의 경우, 술후에는 대조군에서 $4.35{\pm}1.38$, 실험군에서 $5.08{\pm}1.34$로 나타났으며, 체크시에는 대조군에서 $3.73{\pm}1.95$, 실험관에서는 $4.38{\pm}2.08$로 나타났다. ${\Delta}E$는 술전과 술후를 비교한 값, 그리고 술전과 체크시를 비교한 값 모두에서 실험군과 대조군 간의 유의차가 있었다 (p<05). 따라서 이 연구에서 사용된 미백 술식을 사용할 경우, sealed bleaching technique이 미백의 효율성을 높인다고 결론지을 수 있다.

• 해양환경안전학회지
• /
• 제27권2호
• /
• pp.387-393
• /
• 2021

본 연구에서는 해양플랫폼의 탑사이드 구조에서 주로 채택하고 있는 파이프 연결 구조의 피로 수명 증가를 위한 방안을 찾기 위하여, 유한요소해석을 수행하였다. 상용해석프로그램인 MSC Patran/Nastran을 적용하였으며, 대표적인 중앙부 구조 형상을 해석모델로 선정하였다. 하중에 따른 응력집중 현상을 구현하기 위하여, 8 절점 솔리드 요소를 이용한 모델링을 구현하였다. 주요하중은 횡방향 하중 2가지와 대각선 파이프에 인장 하중을 고려하였다. 주요 위치에서의 Hot spot 응력을 확인하기 위하여, 0.01 mm dummy 쉘 요소를 적용하였으며, 0.5 t와 1.5 t 위치에서의 주응력을 계산한 후 외삽법에 따라 용접부에 발생하는 응력을 추정하였다. 일부 구간에서는 만족해야 하는 피로 수명 이하로 평가되어, 보강이 필요하였다. 보강은 기존 설계된 파이프의 두께나 지름을 변경하지 않고, 피로수명이 부족한 부위에 응력집중계수를 낮출 수 있도록 브래킷을 추가하였다. 인장 하중에 대해서는 bracket toe에서 응력은 23 % 증가하였고, 기존에 문제가 된 파이프의 내측, 외측에서의 응력은 약 8 % 감소하였다. 휨 하중에 대해서는 bracket toe에서 응력은 3 % 증가하였고, 기존에 문제가 된 파이프의 내측, 외측에서의 응력은 약 48 % 감소하였다. 신규 브래킷 보강으로 인하여, bracket toe의 응력증가가 발생하였지만, S-N 커브 자체가 파이프 조인트에 비해 좋으므로 큰 문제가 되지는 않는다. 본 연구에서 적용한 국부 보강을 통한 피로 수명 개선 방법은 기존 설계안의 변경을 최소화하면서 피로 수명 증가를 효율적으로 할 수 있다는 점에서 관련 산업에서 유용하게 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

• 화약ㆍ발파
• /
• 제30권2호
• /
• pp.29-42
• /
• 2012

발파 시 자유면의 이동은 대상암반의 역학적 특성 및 발파조건, 특히 암반의 불연속면 특성과 폭약의 종류, 장약량, 저항선, 공간격, 공간 또는 열간 기폭시차 및 전색상태 등 여러 가지 변수들에 의해 달라지며, 이는 발파진동의 크기, 폭음 및 파쇄도에 커다란 영향을 미친다. 현재 국내 노천발파 현장의 발파설계는 대부분 인접 보안물건에 대한 안전성을 최우선으로 하고 있으나 대규모 발파가 이루어지는 노천현장에서는 발파 시 자유면의 이동을 분석하여 진동을 제어하고 파쇄도를 향상시키기 위한 최적 조건의 발파 설계를 하는 것은 매우 중요하다. 고속 디지털 동영상 분석을 통하여 발파 후 최초 자유면 암반의 움직임, 전색의 적정성, 발파암의 이동 궤적, 발파암의 이동방향과 속도, 최적의 기폭시스템 분석이 가능하다. 외국에서는 이와 같은 방법이 발파설계 및 평가를 위한 유용한 도구로 활용되고 있으나 국내에서는 그 연구가 미미하다. 따라서 본 연구는 디지털 고속 동영상 분석에 의한 최적 발파설계 및 평가에 대한 기초적인 연구를 수행하였다. 셰일과 화강암으로 구성된 대규모 노천 발파현장 2개소에서 Emulsion과 ANFO 두 종류 폭약에 대한 암반 파쇄과정을 촬영한 디지털 고속동영상을 분석하여 자유면 암반의 변위, 이동속도 등을 분석하고 2차원 유한요소 해석 프로그램인 AUTODYN을 사용하여 폭약의 폭굉압력, 폭굉 전달시간, 발파 후 최초로 암반에 변위가 발생되는 반응시간, 발파 후 자유면 암반의 이동형상에 대한 수치해석을 수행하였다. 수치해석 및 디지털 고속 동영상을 분석한 결과, 암반의 종류에 관계없이 발파공 전면 자유면 암반의 이동형상은 주상 장약부의 중간 부근에서 변위 및 이동속도가 가장 크게 발생되어 가운데 부분이 활처럼 휘어진 형상을 나타내었다. 폭약의 폭굉압력, 폭굉 전달시간, 발파 후 최초로 자유면 암반에 변위가 발생되는 반응시간의 경우 Emulsion 폭약이 ANFO보다 폭굉압력 및 폭속이 크고 초기 변위 반응시간이 빠르게 진행되는 것으로 분석되었다.

• 한국조경학회지
• /
• 제45권2호
• /
• pp.109-123
• /
• 2017

숲공간이 갖는 유아발달의 긍정적인 영향으로 다양한 사업주체에 의해 숲활동공간의 조성과 운영이 양적으로 증가하고 있으나, 실제적인 공간설계 및 운영프로그램에 관한 연구는 미흡한 실정이다. 따라서 본 연구의 목적은 숲활동에 참여한 교사와 유아를 대상으로 이용후 평가를 실시하여 유아숲체험장의 공간 및 운영프로그램을 평가하는데 있다. 이를 위해 서울시 유아숲체험장 12개소를 대상으로 현장조사, 수업참관, 숲교육 전문가 인터뷰를 통한 현황분석과 115명의 산림교육전문가 및 보육교사들에게 중요도, 성취도, 전반적 만족도, 공간선호도 설문조사를 하였다. 또한 29명의 유아를 대상으로 면담법, 사진 시뮬레이션, 유아용 설문지를 사용하여 전반적 만족도와 공간선호도를 파악하였다. 중요도 및 성취도 분석결과, 운영프로그램특성 영역이 공간특성 영역보다 높게 평가되었고, 구조적 프로그램의 적용 여부를 바탕으로 구분한 집단간 비교에서 적극적인 적용 그룹이 소극적/자유놀이 그룹보다 두 영역 모두를 높게 평가하였다. 유아설문결과는 구조적 프로그램을 적용한 유아들은 시설공간을, 자유놀이 중심의 유아들은 자연공간을 선호하였으며, 두 집단 모두 숲활동에 대해 '만족'하였다. 이를 바탕으로 1) 숲활동공간의 조성은 접근성, 안전성, 경사다양성, 수공간을 확보하고, 숲길로서 연결될 수 있게 하며, 다양한 지형과 수목 및 자연재료를 확보하도록 한다. 2) 운영 프로그램은 숲활동 프로그램을 체계적인 운영과 구조적 프로그램 및 자유놀이의 비율이 편향되지 않도록 한다. 또한 자유놀이시간의 충분한 확보와 숲속 공간에서의 놀이 점유율이 높은 운영 프로그램을 계획한다. 3) 산림교육전문가의 역할과 전문성을 확보하여 유아의 자율성을 높일 수 있는 프로그램을 운영하도록 한다.

• 생물환경조절학회지
• /
• 제22권3호
• /
• pp.284-290
• /
• 2013

본 연구는 시설재배에서 참외를 수확할 수 있는 로봇의 엔드이펙터를 개발하기 위한 전단계로서, 참외의 엔드이펙트 중에서 소프트 핸드링이 가능한 그립퍼와 참외줄기를 절단하는 커터를 설계하기 위해 참외의 기하학, 압축, 절단, 마찰 특성 등을 분석하였다. 그 결과 참외의 길이는 평균 108mm, 직경은 중간지점에서 평균 70mm, 중량은 평균 188g, 부피는 평균 333mL, 진원도는 평균 3.8mm로 나타났다. 참외의 중량(W)에 대하여 길이(L)와 직경(D2)을 변수로 하는 식 $W=L^a{\times}D_2^b$로부터 비선형 회귀분석을 실시한 결과 a는 2.0279, b는 -0.9998의 상수값을 가지는 상관관계가 있는 것으로 나타났다. 참외줄기의 지름은 평균 3.8mm이며, 참외 줄기는 중심으로부터 반경 5mm 범위 내에서 대부분 분포하였다. 참외의 항복치와 압축강도, 경도의 평균값은 각각 $36.5N/cm^2$, $185.7N/cm^2$, $636.7N/cm^2$이며, 참외 줄기의 절단력과 절단강도는 각각 $2.87{\times}10^{-2}N$와 $5.60N/cm^2$로 나타났다. 참외의 마찰계수는 고무가 0.609으로 가장 높게 나타났고, 그 다음으로 알루미늄이 0.393, 스테인레스강이 0.177, 테프론이 0.079로 나타났다. 분석된 자료를 토대로 엔드이펙터 설계시 동작에 따른 위치 오차와 안전율을 감안하여, 그립퍼의 및 커터의 크기, 선회반경, 설치위치, 구동모터의 동력, 재료 및 재질의 선정 등에 적용할 수 있을 것으로 판단되었다.